论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式
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钢管混凝土柱节点域一、前言钢管混凝土柱是一种结构形式,它是由钢管和混凝土组成的。
在建筑结构中,钢管混凝土柱常用于高层建筑中。
节点域是指连接钢管和混凝土的部分。
在本文中,将详细介绍钢管混凝土柱节点域的相关内容。
二、钢管混凝土柱节点域的概述1. 节点域的定义节点域是指连接钢管和混凝土的部分。
在钢管混凝土柱中,节点域是非常重要的部分,它关系到整个结构体系的安全性能。
2. 节点域的分类根据节点形式和连接方式不同,节点可以分为刚性连接和半刚性连接两种类型。
其中,刚性连接包括焊接、螺栓连接等;半刚性连接包括粘接、夹紧等。
3. 节点域设计原则(1)保证节点强度:节点应该具有足够强度承受荷载;(2)保证节点刚度:节点应该具有足够刚度抵抗变形;(3)保证节点耐久性:应该考虑到环境因素对节点的影响,如腐蚀、湿度等。
三、钢管混凝土柱节点域的设计1. 节点域的构造形式钢管混凝土柱节点域的构造形式有多种。
其中,常见的有以下几种:(1)套筒式节点:钢管和混凝土之间采用套筒连接,套筒内填充混凝土;(2)插接式节点:钢管和混凝土之间采用插接方式连接;(3)焊接式节点:钢管和混凝土之间采用焊接方式连接。
2. 节点域的设计要点(1)确定节点类型:根据实际情况选择刚性连接或半刚性连接;(2)确定节点构造形式:根据实际情况选择套筒式、插接式或焊接式等;(3)确定节点尺寸:根据荷载大小和结构要求确定节点尺寸;(4)考虑防腐措施:对于暴露在外的部分应该进行防腐处理。
3. 节点域设计实例以套筒式节点为例,其具体步骤如下:(1)确定钢管和混凝土的尺寸;(2)确定套筒的尺寸,套筒长度应该略大于钢管和混凝土的长度之和;(3)在钢管和混凝土上分别开孔,孔径应该略小于套筒的外径;(4)将套筒插入钢管和混凝土中,同时在套筒内部灌注混凝土;(5)在节点处进行加固处理,如加强筋等。
四、节点域的施工要点1. 节点域施工前的准备工作(1)制定施工方案:根据设计要求制定详细的施工方案;(2)检查材料:对钢管、混凝土、连接件等材料进行检查,确保质量合格;(3)清理现场:清理施工现场,确保安全有序。
钢管混凝土柱节点域一、引言钢管混凝土柱是一种结构形式灵活、承载力强、耐久性好的建筑结构元素。
在建筑工程中,钢管混凝土柱的节点域设计非常重要,它直接影响着整个结构的力学性能和安全性能。
本文将探讨钢管混凝土柱节点域的设计原则、构造形式以及常见问题及解决方法,为工程师提供参考和指导。
二、设计原则1.节点域的强度要满足构造要求,以确保整个结构的稳定性和安全性。
2.节点域的刚度要适应结构的受力要求,以保证结构的整体变形和位移控制在合理范围内。
3.节点域的连接方式要可靠,以确保节点部位的力传递和转移能够有效进行。
4.节点域的施工性要良好,以提高施工效率和质量,降低成本。
三、构造形式钢管混凝土柱节点域的构造形式多种多样,常见的包括以下几种:1. 翼板节点翼板节点是钢管混凝土柱节点域中最常见的一种形式,其构造简单、经济且易于施工。
翼板节点可根据构造要求的不同,采用不同的连接方式,如焊接、螺栓连接等。
翼板节点的设计原则是保证节点的强度和刚度,同时考虑节点连接的可靠性和施工性。
2. 墙板节点墙板节点是指钢管混凝土柱与墙体之间的连接节点。
该节点形式适用于柱墙结构,常见于多层建筑和高层建筑的结构设计中。
墙板节点的设计主要考虑节点的刚度和强度,以及节点连接的可靠性和施工性。
3. 梁板节点梁板节点是指钢管混凝土柱与梁之间的连接节点。
该节点形式适用于柱梁结构,常见于框架结构和悬挑梁等结构设计中。
梁板节点的设计原则是保证节点的刚度和强度,同时考虑节点连接的可靠性和施工性。
4. 柱-柱连接节点柱-柱连接节点是指钢管混凝土柱与柱子之间的连接节点。
该节点形式适用于柱子与柱子之间需要连接的情况,例如大跨度建筑结构中的柱子连接。
柱-柱连接节点的设计主要考虑节点的强度和刚度,以及节点连接的可靠性和施工性。
四、常见问题及解决方法1. 节点翼缘开裂问题描述:节点翼缘开裂是钢管混凝土柱节点域中常见的问题,通常发生在节点受力较高的部位,会对节点的强度和刚度造成影响。
钢管混凝土梁柱节点连接形式的探讨摘要:本文对工程中常见的钢管混凝土梁柱节点的形式进行了论述,详细的介绍了加强环式节点、钢筋贯通式节点、锚定式刚接节点、穿心牛腿环梁节点、钢筋环绕式节点的构造特点及各自优缺点。
最后本文对以上几种常见节点存在的问题进行了总结归纳,指出钢管混凝土梁柱节点在实际及理论中一些问题。
关键词:钢管混凝土梁柱节点牛腿加强环随着现代建筑逐渐往高层与超高层发展,钢管混凝土凭借其优劣的力学性能在工程实际中得到关注。
然而在高层建筑中钢管混凝土梁柱节点问题一直是制约其推广应用的主要因素。
节点是结构最薄弱的环节之一,是确定结构设计合理的关键问题。
我国《钢管混凝土结构设计与施工规程》当中明确要求钢管混凝土梁柱节点需要满足以下几个要求:构造简单,整体性好、传力明确、安全可靠、节约钢材和施工方便。
钢管混凝土节点设计合理与否对结构的整体稳定性和施工质量影响很大。
本文通过对工程中几种代表性的节点形式进行分析,讨论钢管混凝土梁柱节点连接问题。
1 节点分类1.1 刚节点(1)加强环式节点。
加强环式节点属于刚接节点,是当前应用比较多,研究比较成熟的节点形式。
加强环式节点又分内加强环和外加强环两种,如图1所示。
内加强环只应用于钢管直径≥1 m的情况,直径较小时不方便管内混凝土浇筑。
当在弯矩作用下的时候,外加强环外缘受到较大的拉力,钢管闭环环向受压,从而减小了钢管的紧箍作用。
采用内加强环的时候,内环的内缘受压,钢管的壁环受力作用,这时候拉力与钢管环向受力相重合,增加了钢管壁的负担,却增大了钢管的紧箍作用。
因此从受力特点上来说,内环要好于外环,同时也省钢。
(2)钢筋贯通式节点。
当工程中当框架梁为现浇钢筋混凝土梁时,可以将梁内纵向主筋贯通管柱形成钢筋贯通式节点,如图2所示。
这种节点方法必须要在钢管壁上进行开孔,现场穿过钢筋,为了弥补开孔产生的空洞对于钢管壁的削弱需在管壁开孔处加设加劲肋来对其增强。
由于在钢管内部贯通双向钢筋,对混凝土浇筑则是不利的,在小直径的钢管混凝土结构应用受到限制,但作为刚性节点还是十分稳定的。
钢管混凝土柱环梁节点及其应用本文介绍了钢管商品混凝土柱环梁节点的构造和基本受力机理。
通过合理设计,环梁节点能有效地传递框架梁端的剪力和弯矩,具有良好的变形能力和耗能能力,可以实现“强节点、弱构件”的抗震概念设计。
简要介绍了环梁节点的设计方法及其在房屋建筑中的应用。
一、引言钢管商品混凝土柱作为一种性能优异的结构构件,与钢筋商品混凝土柱和钢柱相比,在许多方面有突出的优点。
目前,用于我国房屋建筑中的钢管商品混凝土柱与商品混凝土梁连接节点的主要形式有:上下环板牛腿式、双梁式、梁端局部加宽式、对穿暗牛腿式、穿心钢筋暗牛腿式、暗牛腿-环梁组合节点、钢筋商品混凝土环梁节点等。
这些节点形式各有优越性和不足,都已有一定的试验研究。
二、环梁节点的构造形式及特点钢筋商品混凝土环梁节点的构造形式是在环梁高度范围内,沿钢管壁贴焊一道(或两道)钢筋作为抗剪环。
抗剪环为通过连续的双面焊缝牢固焊于钢管壁上的闭合钢筋环或闭合带钢环。
钢筋直径d或带钢厚度b一般在20-30mm左右。
抗剪环与环形牛腿一样,实为钢管柱的环形凸缘(法兰盘)。
基于与环形牛腿同样的考虑,沿抗剪环需设置与楼盖结构等厚的闭合商品混凝土环梁或与之相当的商品混凝土托盘,与钢管柱紧密箍抱,楼盖粱的纵筋则锚固于环梁内,借助环梁传递弯矩。
该节点节点无需穿心构件;钢管内、外无需设置加劲环,不影响钢管内商品混凝土浇注;环梁箍筋无方向性,便于与任意角度的商品混凝土梁连接。
三、环梁节点的受力机理1、梁端剪力传递框架梁梁端剪力主要通过三个途径传递给钢管商品混凝土柱:(1)通过环梁商品混凝土与抗剪环接触面的局部承压作用力将剪力由环梁传递到抗剪环上,并通过抗剪环与钢管间的焊缝将剪力传递到钢管上。
由于抗剪环钢筋直径一般不大,由剪力引起的对钢管壁的局部弯矩很小。
由于焊缝作用力可以保证,设计时以抗剪环的作用力为主进行抗剪验算。
(2)环梁商品混凝土与钢管之间的粘结作用。
粘结作用力虽然很大,但在地震作用下难以保证,一般不予考虑,仅作为安全储备。
工程技术关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨王振字(天津市建工工程总承包有限公司第三分公司,天津市300000)n。
脯要】近年来钢管混凝£柱在工程中得到广泛的应用,本文主要介绍了钢管混凝土柱钢粱节点的构造形式和相关的一些受力特点,希望与大家分享。
,.饫蒿黔初钢管混凝主柱;钢粱节点;形式钢管混凝土结构是在钢管柱内填充素混凝土,实现在受力过程中充分发挥钢管和混凝土两种材料互补作用的一种钢管混凝土组合结构。
该结构可使构件截面减小,承载能力提高,整体重量减轻:由于钢管壁板不需太厚,可大量使用国产钢材并实现工厂化生产:能够大幅度节约钢材和基础费用,降低结构造价;因施工中可省去大量支模板的工作,.--_r使T期缩短1/4—1/3,环境污染小;由于柱子截面的减小,可使使用面积增加5%~80/0。
由于节点是诸多构件的力流交汇之处,节点的受力模式较之于—般构件更为复杂,特暑U是在她震作用下的节点受力尤为复杂,而且节点联系着多个构件,其失效的后果比起—般的构件更为严重,因此,在工程实践中,对节点的性能应格外重视。
1钢管混凝土柱—钢粱框架节点形式1.1铰接节点钢管混凝土柱一钢梁的铰接连接是指节点在外力作用下,梁与柱轴线夹角的改变量将达到理想铰接(指能自由转动的连接)转角的80%以上。
这种节点—般只将梁的腹板通过焊接在柱上的连接件用高强螺栓与柱连接,如果梁端剪力较大,也可在柱E增设牛腿,以传递过大的梁端剪力。
铰接节点构造简单,施工方便,但只能传递较小的弯矩,主要是用于传递粱端剪力。
12半刚接节点钢梁与钢管混凝土柱的半刚性连接是指节点在外力作用下。
梁与柱轴线夹角的改变量介于铰接连接和刚接连接之间的连接。
半刚性节点不仅能够传递剪力,还能传递部分弯矩。
对于半刚接节点,由于受力过程中梁和钢管混凝土柱轴线的夹角发生改变,会引起结构内力重分布。
结构受力比较复杂,且变形较大,因此在设计中采用时须慎重对待。
13刚搪节点刚接连接是指节点在外力作用下,对转动约束能达到理想刚接C指梁与柱轴线夹角保持不变的连接)的900/o以上。
论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式摘要:随着建筑物朝着高层、超高层的方向不断发展,钢管混凝土凭借其良好的力学性能和耐久性得到工程施工人员的关注。
但具体工程施工中,钢管混凝土柱节点施工质量一直难以得到有效控制,成为严重制约这一混凝土施工技术推广及普及主要因素。
本文就钢管混凝土柱的集中常见节点施工形式进行分析。
关键词:钢管混凝土;建筑结构;施工技术;节点形式近年来,建筑高层化、多层化和超高层化趋势越来越明显,给各种施工新技术、新材料的应用提供了市场基础。
钢管混凝土在这种时代背景下以优良的力学性能、较好的耐久性等优势被人们重视,但在具体施工中梁柱节点施工问题一直是制约其发展与推广的主要问题。
节点作为建筑结构连接最薄弱的环节之一,确定结构设计合理与否是施工质量控制的重点,因此在这里我们有必要对此类施工技术分析。
一、钢管混凝土柱施工优越性钢管混凝土柱是以钢管和混凝土两种建筑施工材料相互配合形成的复合材料,这种材料由于钢管柱与混凝土两种材料性能的优势互补,充分发挥两种材料各自的优越性能来改变传统混凝土结构塑性、韧性不佳问题,同时有效避免了局部屈曲的问题,使得整个混凝土结构承载力、塑性和韧性得到有效的保证。
在当今建筑工程项目中,钢管混凝土柱施工技术广泛的应用在地震频率较高的地区,有效解决了因为地震荷载而引起的建筑物脆性破坏,大幅度提升了建筑结构的整体强度、降低了工程造价。
二、钢管混凝土柱常见的节点形式与施工要点由于钢管混凝土柱与普通梁板结构连接、预应力梁板连接结构复杂,施工难度大、质量问题多,因此一直以来这一施工内容都深受业界重视,由此也促使了很多节点施工新方法、新内容形成。
在当今节点施工中常见的方法包含了加强环式节点、连接双梁式节点、梁端局部加宽式节点、环梁式节点、半穿心式节点等。
1、加强环式节点(1)加强环式节点是钢管混凝土柱在施工中利用上下钢板加强环传递结构弯矩应力的一种施工方法,同时在一些特殊环境的工程施工中还会在加强环之间设置放射状的加劲肋板,并且将加劲肋板同上下加强环结构焊接成一个整体,从而达到应力科学、合理传递的目的。
钢管混凝土柱的几种常见节点形式
代军
【期刊名称】《黑龙江科技信息》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘要】现如今,人们对于住房需求越来越多,同时也对建筑物的耐久安全性方面提出了更高层次的要求。
因此,基于这种发展情况下,越来越多新型建筑材料和施工技术不断涌现出来,这也为我国建筑业的长远发展奠定了良好的发展基础。
目前,在现代建筑工程施工过程中,钢管混凝土柱作为一种常见的节点形式,由于其自身具备了较强的竖向承重能力,充分保障了建筑结构的稳定性,因此深受业内人士的喜爱,并在很多工程建设中得到了十分广泛的应用。
因此,主要对钢管混凝土柱的几种常见节点形式进行了简要的介绍,从而总结出以下相关结论,以供参考交流。
【总页数】1页(P140-140)
【作者】代军
【作者单位】大庆建筑安装集团有限责任公司,黑龙江大庆 163000
【正文语种】中文
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健;徐刚;吴轶
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矩形钢管混凝土柱与钢梁的连接节点
在实际设计中,矩形钢管混凝土柱与钢梁的连接节点可以采用
多种形式,如角钢连接、钢板连接、焊接连接等。
每种连接形式都
有其适用的场合和特点。
例如,角钢连接适用于较小荷载和较小变
形要求的情况,而钢板连接则适用于大荷载和大变形要求的情况。
此外,还可以考虑使用预制连接件,以提高连接节点的施工效率和
质量。
在实际应用中,设计人员需要根据具体工程的要求和条件,结
合相关规范和标准,对矩形钢管混凝土柱与钢梁的连接节点进行合
理设计。
同时,还需要进行相关的结构分析和计算,以验证连接节
点的承载能力和抗震性能是否满足设计要求。
最后,在施工过程中,需要严格按照设计要求和施工规范进行施工,确保连接节点的质量
和安全性。
总之,矩形钢管混凝土柱与钢梁的连接节点设计涉及多个方面,需要综合考虑结构的承载能力、抗震性能和施工方便性等因素,以
确保连接节点的安全可靠和施工效率。
钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点及其施工方法范本一:一、引言1.1 目的和范围1.2 文档结构二、钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点介绍2.1 节点的作用2.2 节点的分类2.2.1 传力节点2.2.2 刚性节点2.2.3 连接节点2.3 节点参数要求2.3.1 承载力要求2.3.2 刚度要求三、常用的连接节点形式3.1 套筒式连接节点3.2 焊接式连接节点3.3 螺栓式连接节点3.4 内嵌式连接节点四、套筒式连接节点的施工方法4.1 施工工艺流程4.2 构造预留孔洞4.3 安装套筒4.4 浇筑混凝土4.5 后续处理五、焊接式连接节点的施工方法5.1 施工准备5.1.1 材料准备5.1.2 工具准备5.2 薄板切割及制备工作5.3 焊接前的准备工作5.4 焊接操作步骤5.5 焊接质量控制六、螺栓式连接节点的施工方法6.1 螺栓的选取与准备6.2 柱子和梁的准备工作6.3 螺栓安装6.4 扭矩拧紧螺栓6.5 后续处理七、内嵌式连接节点的施工方法7.1 用于柱子的内嵌式连接节点 7.2 用于梁的内嵌式连接节点 7.3 施工工艺流程7.4 后续处理八、附件8.1 施工图纸8.2 结构计算书8.3 产品说明书九、法律名词及注释9.1 土建法律名词9.2 结构工程法律名词9.3 焊接法律名词9.4 混凝土法律名词------------------------------------------------------------------------------范本二:一、引言1.1 目的和范围1.2 文档结构二、钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点介绍2.1 节点的作用2.2 节点的分类2.2.1 直接连接节点2.2.2 筒束连接节点2.2.3 钢板剪力连接节点2.3 节点参数要求2.3.1 承载力要求2.3.2 刚度要求三、直接连接节点的施工方法3.1 施工准备3.1.1 材料准备3.1.2 工具准备3.2 钢管柱准备工作3.3 钢梁准备工作3.4 连接材料选取与安装 3.5 混凝土浇筑3.6 后续处理四、筒束连接节点的施工方法4.1 施工准备4.1.1 材料准备4.1.2 工具准备4.2 钢管柱准备工作4.3 钢梁准备工作4.4 连接材料选取与安装4.5 筒束制作及电焊施工4.6 混凝土浇筑4.7 后续处理五、钢板剪力连接节点的施工方法5.1 施工准备5.1.1 材料准备5.1.2 工具准备5.2 钢板准备5.3 钢柱准备5.4 连接材料选取与安装5.5 钢板剪力连接施工5.6 混凝土浇筑5.7 后续处理六、附件6.1 结构设计图纸6.2 施工计划书6.3 材料清单七、法律名词及注释7.1 土建法律名词7.2 结构工程法律名词 7.3 施工法律名词7.4 混凝土施工法律名词。
钢管混凝土柱环梁节点施工工法一、前言钢管混凝土柱环梁节点施工工法是一种常用于建筑工程中的结构连接方式。
它采用了钢管与混凝土的组合,使得节点具有较好的承载能力和抗震性能。
该工法在工程施工中应用广泛,具有很高的实用价值。
二、工法特点钢管混凝土柱环梁节点施工工法的特点主要有以下几点:1. 结构简单而紧凑,施工方便快捷。
2. 节点强度高,承载能力大,抗震性能良好。
3. 采用的材料经济实用,成本相对较低。
4. 结构紧凑,占用空间少,有利于建筑空间的有效利用。
5. 结构和施工方式可根据实际需要进行灵活调整和改进。
三、适应范围钢管混凝土柱环梁节点施工工法适用于各类建筑结构,包括住宅建筑、商业建筑、工业建筑等。
它适用于各种地区的不同气候条件下的建筑工程,可广泛应用于各种类型的工程项目。
四、工艺原理钢管混凝土柱环梁节点施工工法的工艺原理是通过钢管与混凝土的组合,使得节点具有较好的承载能力和抗震性能。
在实际工程中,施工人员需要根据具体的工程要求,选取合适的材料和工艺,并采取相应的技术措施来确保施工质量和安全。
五、施工工艺钢管混凝土柱环梁节点施工工法的施工过程主要包括以下几个阶段:1. 钢管制作和加工2. 钢管与混凝土的连接3. 浇筑混凝土和养护4. 等完成节点六、劳动组织钢管混凝土柱环梁节点施工工法需要合理的劳动组织和协调,包括施工人员的分工和配合,工期的安排等。
合理的劳动组织可以提高施工效率,确保施工质量。
七、机具设备钢管混凝土柱环梁节点施工工法需要使用一些特定的机具设备,包括钢管切割机、钢筋绑扎机、混凝土搅拌机等。
这些机具设备可以提高施工效率和质量。
八、质量控制在钢管混凝土柱环梁节点施工工法中,采取一系列的质量控制措施是非常重要的。
包括材料选择与检验、工艺和工法的审查与监控、施工过程中的质量检验等,以确保施工质量达到设计要求。
九、安全措施钢管混凝土柱环梁节点施工工法存在一定的安全风险,需要采取相应的安全措施。
施工人员应戴好防护用品,钢管的切割和连接过程需注意安全操作,严格遵守安全操作规范,确保施工安全。
钢管混凝土柱一钢梁节点类型及优缺点分析摘要:钢管混凝土柱常和钢梁连接在一起,共同构成建筑组合结构。
钢管混凝土柱—钢梁节点作为构件间的传力枢纽,扮演重要角色。
钢管混凝土柱—钢梁节点在建筑工程中有着多种严密的受力原理。
按梁柱间的弯矩传递情况、节点设计原则和连接力的传递形式,研究者和结构工程师们发展出了大量类型丰富的节点连接形式。
每一类钢管混凝土柱—钢梁节点都有其自身的优缺点,需要我们在建筑施工中扬长避短。
关键词:钢管混凝土柱钢梁节点在现代的建筑工程中,大量运用到钢管混凝土,也大量运用到各种造型的钢梁,还经常将两种建材连接到一起构成组合结构,实现更好的建设效果。
为了保证钢管混凝土柱在建设过程中充分发挥其良好的承载力、轴力和剪力等性能,一般的施工都希望保持钢管混凝土柱竖向贯通。
这样一般的设计都是钢梁不直接穿过钢管混凝土柱,而是通过节点连接到钢管混凝土柱上。
于是,钢管混凝土柱—钢梁节点就变得非常关键。
特别是当建筑物遇到地震的影响时,节点对于建筑物的稳定和安全可以说是起到了决定性作用。
由于节点如此重要,实际建筑施工中,人们普遍要求节点的构造应满足刚度、强度、稳定性、抗震性能及具有良好塑性。
目前,理论界和实践界都对钢管混凝土柱—钢梁节点给予了较多的关注。
1 钢管混凝土柱—钢梁节点的基本分类钢管混凝土柱—钢梁节点已经在国内外的多、高层建筑中得到较为广泛的应用。
在实际应用中,钢管混凝土柱和梁组成框架或排架。
根据钢管混凝土柱和钢梁之间是否出现相对转动,或者按梁柱间的弯矩传递情况来分,钢管混凝土柱—钢梁节点可以分为三类:铰接节点、刚性节点、半刚性节点。
在科学研究和实践过程中,研究者和结构工程师们根据节点的设计原则和连接力的传递形式,发展出了一系列新颖独特且经济适用的节点连接形式,如外环板式节点、内隔板式节点、钢梁贯通式节点、栓钉锚固式节点、钢筋贯通式节点等。
李威2011年在其博士论文中对主要的节点形式进行了归纳,具体如图1所示:2 钢管混凝土柱—钢梁节点的受力原理在进一步介绍各种具体的钢管混凝土柱—钢梁节点形式之前,有必要系统了解一下这些节点形式的基本受力原理。
论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式
发表时间:2015-09-25T11:20:14.227Z 来源:《基层建设》2015年6期供稿作者:史绍鑫郭丽丽
[导读] 齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司钢管混凝土柱是以钢管和混凝土两种建筑施工材料相互配合形成的复合材料。
史绍鑫郭丽丽
齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司
摘要:随着建筑物朝着高层、超高层的方向不断发展,钢管混凝土凭借其良好的力学性能和耐久性得到工程施工人员的关注。
但具体工程施工中,钢管混凝土柱节点施工质量一直难以得到有效控制,成为严重制约这一混凝土施工技术推广及普及主要因素。
本文就钢管混凝土柱的集中常见节点施工形式进行分析。
关键词:钢管混凝土;建筑结构;施工技术;节点形式
近年来,建筑高层化、多层化和超高层化趋势越来越明显,给各种施工新技术、新材料的应用提供了市场基础。
钢管混凝土在这种时代背景下以优良的力学性能、较好的耐久性等优势被人们重视,但在具体施工中梁柱节点施工问题一直是制约其发展与推广的主要问题。
节点作为建筑结构连接最薄弱的环节之一,确定结构设计合理与否是施工质量控制的重点,因此在这里我们有必要对此类施工技术分析。
一、钢管混凝土柱施工优越性
钢管混凝土柱是以钢管和混凝土两种建筑施工材料相互配合形成的复合材料,这种材料由于钢管柱与混凝土两种材料性能的优势互补,充分发挥两种材料各自的优越性能来改变传统混凝土结构塑性、韧性不佳问题,同时有效避免了局部屈曲的问题,使得整个混凝土结构承载力、塑性和韧性得到有效的保证。
在当今建筑工程项目中,钢管混凝土柱施工技术广泛的应用在地震频率较高的地区,有效解决了因为地震荷载而引起的建筑物脆性破坏,大幅度提升了建筑结构的整体强度、降低了工程造价。
二、钢管混凝土柱常见的节点形式与施工要点
由于钢管混凝土柱与普通梁板结构连接、预应力梁板连接结构复杂,施工难度大、质量问题多,因此一直以来这一施工内容都深受业界重视,由此也促使了很多节点施工新方法、新内容形成。
在当今节点施工中常见的方法包含了加强环式节点、连接双梁式节点、梁端局部加宽式节点、环梁式节点、半穿心式节点等。
1、加强环式节点
(1)加强环式节点是钢管混凝土柱在施工中利用上下钢板加强环传递结构弯矩应力的一种施工方法,同时在一些特殊环境的工程施工中还会在加强环之间设置放射状的加劲肋板,并且将加劲肋板同上下加强环结构焊接成一个整体,从而达到应力科学、合理传递的目的。
在这种节点施工当中,加强环的厚度、宽度是根据梁端纵筋的强度为标准的,且最小宽度不能小于连接宽度的70%。
(2)加强环式节点施工技术在应用中具备着刚度大、承载能力强且无需要其他部件穿过结构的一种施工方法,因此在具体的工程施工中特别适用于那些直径小、承载力低的工程建设领域。
尤其在那些多层建筑结构施工中,这种节点施工方法的选择能实现钢管混泥土柱一次浇筑成型的施工要求,且由于管道内部不存在障碍物,使得整个混凝土柱的质量得到有效保证。
(3)在施工中,如果钢管的直径比较大的时候,加强环式节点施工方法选用上要做一定的改动,要增加钢板加强环的钢材用量。
同时还需要注意,由于梁端的纵筋和钢板之间本身的焊接工作量大,因此要高度重视焊接工作及焊接缝的控制。
2、连接双梁式节点
(1)连接双梁式节点在应用中通常都提前设置一个I形状的承载钢柱,这一钢柱通常都是在钢管外侧沿着应力传递方向配合梁体结构主筋浇筑同步进行的。
在具体施工操作中,钢筋混凝土梁结构必须要一分为二,且分别布置在钢管的两侧,这个时候连接梁的四个主轴方向的轴端只是承担荷载力度,而不承担弯矩力和其他应力,其牛腿的抗弯强度也并不是很大,有效减少了节点区域钢管、混凝土的连接宽度,也避免了钢管混凝土柱混凝土施工缝的出现,有效的缓解了裂缝的出现率,提高节点区域的整体性和质量。
(2)连接双梁式节点梁的纵向钢筋无须穿过钢管,不用打弯,施工方便;且楼板的实际跨度减少,配筋较省。
(3)这种节点是通过牛腿传递剪力的,应力较集中。
3梁端局部加宽式节点
(1)梁端局部加宽式节点是以纵向钢筋连续绕过钢管的构造形式来实现的。
在开始加宽处须增设附加箍筋将纵向钢筋包住,梁端局部加宽式节点的钢牛腿与普通钢筋混凝土梁的搭接过渡区能可靠传递梁端内力,钢牛腿既参与抗弯又参与抗剪。
(2)本节点传力途径明确、可靠,现场焊接量少,施工较为方便。
(3)这种节点均通过牛腿传递剪力,应力较集中。
4、环梁式节点
环梁式节点是对钢板加强环节点的改进,其形式是绕钢管设置一钢筋混凝土环梁用于传递弯矩;在环梁中部或底部钢管外表面贴焊一环形钢筋,用于传递剪力。
4.1、环梁式节点与加强环节点的异同
(1)节点不设置任何穿心构件,梁端剪力经管壁间接传递给核心混凝土;梁端纵向钢筋的拉力亦为间接传递。
(2)不同点是加强环式节点的加强环及加劲肋用钢板制作,加强环与梁端纵向钢筋需现场焊接;而环梁的材料是钢筋混凝土,与楼层梁板整体浇筑,框架梁的纵向钢筋可锚固在环梁内,无须现场焊接,施工方便,造价低。
4.2环梁式节点的缺点
(1)由于框架梁端弯矩是通过环梁间接传递的,环梁顶面的裂缝方向大体与框架梁的轴线垂直,且在框架梁与环梁的连接处,存在应力集中现象;钢筋混凝土梁材料为各向异性,若无加强措施,某些截面可能会过早破坏或出现较大的裂缝。
(2)由于梁端剪力亦为间接传递,即通过抗剪环筋及其贴焊焊缝传给管壁,再经管壁传给核心混凝土,当环梁出现裂缝或局部破坏时,抗剪环筋的抗剪承载力将大幅度减低。
5、半穿心式节点
半穿心式节点的特点是采用半穿心抗剪暗牛腿和在角部增设4个抗弯牛腿。
牛腿的腹板深入钢管四分之一管径即可满足锚固要求;当柱
与单梁连接时,梁端纵向钢筋锚入环梁内,类似环梁节点的作法;当柱与双梁连接时,框架梁直接由柱侧穿过。
(1)四角抗弯牛腿能较有效地提高整体节点区的刚度,避免节点混凝土面与钢管外表面过早脱离,从而提高整个节点的承载力;(2)有混凝土握裹的钢筋混凝土柱节点的半穿心牛腿可代替穿心牛腿,其受力虽不如穿心牛腿理想,但能满足工程要求;(3)节点附近的楼板应加强配筋,且要求间距稍密,以减少节点区板面的早期裂缝。
6、柱脚节点
柱脚节点就是柱与基础的连接处。
钢管混凝土柱脚与基础的连接可分为插入式和端承式两种。
柱脚钢管的端头在与基础连接前须先用封头板封固。
插入式柱脚的设计和构造与预制钢筋混凝土柱的基础杯口相同,柱脚深度不宜小于2倍钢管直径。
端承式柱脚设计和钢结构大致相同,但要注意相同。
验算柱与基础连接面的局部受压强度。
三、结束语
通过大量工程实践证明,钢管混凝土柱在高层、多层建筑结构中应用优势明显,这也让它在原有基础上得到大幅度发展,也引发众多结构不同、形式多样的钢管混凝土柱施工新方法,其节点施工方法也多种多样。
从文中我们便可看出节点施工的重要性,即在施工中要根据不同施工标准和方法选择科学节点施工技术,从而保证工程施工质量和效益。
参考文献:
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